利用导线切割磁力线感应出电势的电磁感应原理，将原动机的机械能变为电能输出。同步发电机由定子和转子两部分组成。定子是发出电力的电枢，转子是磁极。定子由电枢铁芯，均匀排放的三相绕组及机座和端盖等组成。转子通常为隐极式，由励磁绕组、铁芯和轴、护环、中心环等组成。
转子的励磁绕组通入直流电流，产生接近于正弦分布磁场(称为转子磁场)，其有效励磁磁通与静止的电枢绕组相交链。转子旋转时，转子磁场随同一起旋转、每转一周，磁力线顺序切割定子的每相绕组，在三相定子绕组内感应出三相交流电势。
发电机带对称负载运行时，三相电枢电流合成产生一个同步转速的旋转磁场。定子磁场和转子磁场相互作用，会产生制动转矩。从汽轮机/水轮机/燃气轮机，输入的机械转矩克服制动转矩而作功。发电机可发出有功功率和无功功率。调整有功功率就得调节汽机的进汽量。转子磁场的强弱直接影响定子绕组的电压，调发电机端电压或调发电机的无功功率必须调节转子电流。
一般，是三相交流发电机，就是安放相位互差120度的定子绕组。转子的绕组的电流来自，励磁机。励磁机，是转子有剩磁的单相发电机，一种是经过碳刷换向，来实现输出直流，供给发电机的转子。另一种是永磁机加励磁机，永磁机的输出，整流到励磁机的定子，励磁机的转子电流就给发电机的转子。
发电机的类型和结构不断的发生着变化，万变不离其宗，其原理是亘古不变的，只要掌握其原理，各种发电机的使用便不在话下。大家如果想要深入探寻一下发电过程，不如依照着发电机的工作原理做一个简单的实验具体研究一下。如今科技还在进步，发电机一直被人们使用，人们目前还在探索着其它方式发电，例如风力、太阳能发电等，这些都更加环保。